論文の概要: Bench-top Cooling of a Microwave Mode using an Optically Pumped Spin
Refrigerator
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2104.00268v2
- Date: Sat, 5 Jun 2021 06:35:40 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-05 22:28:27.640880
- Title: Bench-top Cooling of a Microwave Mode using an Optically Pumped Spin
Refrigerator
- Title（参考訳）: 光ポンピングスピン冷凍機を用いたマイクロ波モードのベンチトップ冷却
- Authors: Hao Wu, Shamil Mirkhanov, Wern Ng, and Mark Oxborrow
- Abstract要約: マイクロ波モードから1.45GHzの温度光子を実験的に除去する。
マイクロ波モードのノイズ温度は50+18_-32$Kに低下した。
本システムは,低雑音検出,量子メモリ,量子化マシンを実現するための,狭帯域かつ極めて便利なプラットフォームとして認識する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.8922128824659967
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We experimentally demonstrate the temporary removal of thermal photons from a
microwave mode at 1.45 GHz through its interaction with the spin-polarized
triplet states of photo-excited pentacene molecules doped within a p-terphenyl
crystal at room temperature. The crystal functions electromagnetically as a
narrow-band cryogenic load, removing photons from the otherwise
room-temperature mode via stimulated absorption. The noise temperature of the
microwave mode dropped to $50^{+18}_{-32}$ K (as directly inferred by
noise-power measurements) while the metal walls of the cavity enclosing the
mode remained at room temperature. Simulations based on the same system's
behavior as a maser (which could be characterized more accurately) indicate the
possibility of the mode's temperature sinking to $\sim$10 K (corresponding to
$\sim$140 microwave photons). These observations, when combined with
engineering improvements to deepen the cooling, identify the system as a
narrow-band yet extremely convenient platform -- free of cryogenics, vacuum
chambers and strong magnets -- for realizing low-noise detectors, quantum
memory and quantum-enhanced machines (such as heat engines) based on strong
spin-photon coupling and entanglement at microwave frequencies.
- Abstract（参考訳）: 室温でp-テルフェニル結晶中にドープされた光励起ペンタセン分子のスピン偏光三重項状態と相互作用してマイクロ波モードから1.45GHzで熱光子を一時的に除去する実験を行った。
結晶は狭帯域低温荷重として電磁的に機能し、刺激吸収により室温モードから光子を除去する。
マイクロ波モードのノイズ温度は50^{+18}_{-32}=K(ノイズパワー測定によって直接推定される)に低下したが、モードを囲むキャビティの金属壁は室温のままであった。
メーザーと同じシステムの挙動(より正確に特徴付けることができる)に基づくシミュレーションは、モードの温度が10k($\sim$140のマイクロ波光子に対応する)に沈む可能性を示唆している。
これらの観測は、冷却をより深めるためのエンジニアリングの改善と組み合わせて、低ノイズ検出器、量子メモリ、量子強化マシン(熱エンジンなど)をマイクロ波の強いスピン光子カップリングと絡み合いに基づいて実現するための、狭帯域で非常に便利なプラットフォームである、と特定する。
関連論文リスト
- Overcoming the Thermal-Noise Limit of Room-Temperature Microwave Measurements by Cavity Pre-cooling with a Low-Noise Amplifier. Application to Time-resolved Electron Paramagnetic Resonance [0.34530027457862006]
空洞前冷却(CPC)は、測定を行う直前に、室温でマイクロ波空洞の電磁モードを占有する有害な熱光子の大部分が除去される。
HEMTをベースとした商用低雑音増幅器 (LNA) の入力を再利用し, 一時的に空洞に過結合した光子吸収型コールドロードとして機能する。
概念実証実験では、モニターされたマイクロ波モードのノイズ温度が室温以下から108Kに低下する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-08-09T22:43:29Z) - An anti-maser for quantum-limited cooling of a microwave cavity [58.720142291102135]
低温下で凝縮物の状態を生成する方法の実験的検討を行った。
この状態は、空洞からマイクロ波光子を効率的に除去するために使用される。
このような「アンチメーザー」デバイスは、ミリケルビン温度への冷却を必要とするアプリケーションにとって非常に有益である可能性がある。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-07-24T11:12:29Z) - Quantum field heat engine powered by phonon-photon interactions [58.720142291102135]
2つの振動ミラーを持つ空洞に基づく量子熱エンジンを提案する。
エンジンは、壁とフィールドモードが非線形ハミルトニアンを介して相互作用するオットーサイクルを実行する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-05-10T20:27:15Z) - Dynamics of molecular rotors in bulk superfluid helium [68.8204255655161]
超流動4mathrmHe$浴中におけるレーザー誘起ヘリウム二量体回転の実験的研究について報告する。
観測された温度依存性は、第2音波の放出を伴う量子浴の非平衡進化を示唆している。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-04-08T01:22:19Z) - A highly-sensitive broadband superconducting thermoelectric
single-photon detector [62.997667081978825]
熱電検出器(TED)は、単一光子の吸収による有限温度差を開回路熱電圧に変換する。
TEDでは、選択した設計や素材に応じて、約15GHzから約150Hzの周波数の単一光子を公開できる。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-02-06T17:08:36Z) - Quantum-limited millimeter wave to optical transduction [50.663540427505616]
量子情報の長距離伝送は、分散量子情報プロセッサの中心的な要素である。
トランスダクションへの現在のアプローチでは、電気ドメインと光ドメインの固体リンクが採用されている。
我々は、850ドルRbの低温原子をトランスデューサとして用いたミリ波光子の光子への量子制限変換を実証した。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-07-20T18:04:26Z) - Steady-state microwave mode cooling with a diamond NV ensemble [1.1545092788508224]
マイクロ波帯の周波数$omega$の電磁モードは室温でかなりの熱光子占有率を持つ。
この分散は、計測ノイズフロアを、無線通信から位置決め、ナビゲーション、タイミング、磁気共鳴イメージングに至るまでの用途に設定する。
室温ダイヤモンド中の光スピン偏光窒素空孔中心のアンサンブルに結合することで,3ドル GHz のキャビティモードを連続的に冷却することで,この障壁を克服する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-03-07T15:25:24Z) - Quasi-Continuous Cooling of a Microwave Mode on a Benchtop using
Hyperpolarized NV$^-$ Diamond [2.323220706791067]
ダイヤモンド中における光スピン偏光NV$-$中心との相互作用により,2872MHzでのマイクロ波モードの冷却を実証した。
NV$-$ダイヤモンドのモード冷却性能は, ペンタセンドープパラテルフェニルと直接比較した。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-10-23T00:56:26Z) - A low-loss ferrite circulator as a tunable chiral quantum system [108.66477491099887]
単結晶イットリウム鉄ガーネット(YIG)を3次元キャビティ内に構築した低損失導波管循環器を実演した。
超伝導ニオブキャビティとキラル内部モードのコヒーレントカップリングについて述べる。
また、この系の有効非エルミート力学とその有効非相互固有値についても実験的に検討する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-06-21T17:34:02Z) - Ground-state Pulsed Cavity Electro-optics for Microwave-to-optical
Conversion [5.872328549827905]
我々は、強いパルス光励起の下で、量子基底状態の電気光学変換器に付加される外部ノイズについて検討する。
本研究は、マイクロ波と光周波数の間の量子状態への重要なステップである、高強度光駆動下でのキャビティ電気光学系におけるマイクロ波ノイズの抑制に光を当てた。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-10-22T02:53:46Z) - Primary thermometry of propagating microwaves in the quantum regime [0.0]
トランスモン型超伝導回路を用いてマイクロ波伝播の熱測定を実験的に提案する。
私たちのデバイスは継続的に動作し、感度は10-4$ Photons/$sqrtmboxHz$、帯域幅は40MHzまで低下します。
この熱測定スキームは、低温マイクロ波セットアップのベンチマークと評価、ハイブリッド量子系の温度測定、量子熱力学に応用できる。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-03-30T14:48:30Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。